7.3.5 Видео - Отправка кадра на шлюз по умолчанию

Если IP-адрес устройства находится в удаленной сети, отправить кадр Ethernet в устройство назначения напрямую невозможно. Вместо этого кадр Ethernet отправляется по MAC-адресу шлюза по умолчанию, т. е. маршрутизатора.

Нажмите Воспроизвести, чтобы просмотреть видеоролик об обмене данными между компьютером PC-A и шлюзом по умолчанию.

Примечание: В этом видеоролике в IP-пакете, отправляемом с компьютера PC-A на устройство в удаленной сети, указаны IP-адрес источника компьютера PC-A и IP-адрес назначения удаленного узла. В возвращаемом IP-пакете указаны IP-адрес источника удаленного узла и IP-адрес назначения, т. е. адрес компьютера PC-A.

(ЗДЕСЬ ВИДЕО)

7.3.6 Упражнение. Коммутация в действии!

Определите, как коммутатор пересылает кадр, используя MAC-адреса источника и назначения и информацию из таблицы MAC-адресов. Ответьте на вопросы, используя предоставленную информацию.

7.3.7 Лабораторная работа. Просмотр таблицы MAC-адресов коммутатора

В этой лабораторной работе вы выполните следующие задачи.

• Часть 1: Создание и настройка сети

• Часть 2: Изучение таблицы мас-адресов коммутатора

7.4 Скорость и способы пересылки на коммутаторах

7.4.1 Способы переадресации кадра на коммутаторах Cisco

Как вы узнали в предыдущем разделе, коммутаторы используют таблицы MAC-адресов, чтобы определить, какой порт следует использовать для пересылки кадров. В коммутаторах Cisco существует два метода переадресации кадров, и есть веские причины использовать один вместо другого, в зависимости от ситуации.

Коммутаторы используют один из двух способов пересылки для коммутации данных между сетевыми портами:

• Коммутация с промежуточным хранением - В этом методе пересылки кадров коммутатор получает кадр целиком и вычисляет циклический избыточный кода (CRC). CRC использует математическую формулу, основанную на количестве бит (единиц) в кадре, что позволяет определить наличие ошибок в полученном кадре. Если значение CRC допустимо, коммутатор ищет адрес назначения, который определяет выходной интерфейс. Затем кадр перенаправляется к правильному порту.

• Коммутация со сквозной пересылкой - В этом режиме коммутатор пересылает данный кадр до его полного получения. Рекомендуется указать адрес назначения кадра в начале, прежде чем кадр может быть переадресован.

Большим преимуществом коммутации с промежуточным хранением является то, что она определяет, есть ли у кадра ошибки перед передачей кадра. Если же в кадре обнаружена ошибка, коммутатор отклонит его. Отклонение кадров с ошибками позволяет уменьшить ширину полосы пропускания, потребляемую поврежденными данными. Коммутация с промежуточным хранением необходима для анализа качества обслуживания (QoS) в конвергированных сетях, в которых требуется классификация кадра для назначения приоритетов проходящего трафика. Например, при передаче речи по IP потоки данных должны иметь больший приоритет, чем трафик, используемый для просмотра веб-страниц.

Нажмите Воспроизвести для просмотра работы коммутации с промежуточным хранением.

7.4.2 Сквозная коммутация (Cut-Through)

При использовании сквозной коммутации коммутатор обрабатывает данные по мере их поступления даже в том случае, если передача еще не завершена. Коммутатор добавляет в буфер только ту часть кадра, которая требуется для чтения MAC-адреса назначения, чтобы он смог определить, на какой порт пересылать данные. MAC-адрес назначения указан в первых 6 байтах кадра после преамбулы. Коммутатор ищет MAC-адрес назначения в своей таблице коммутации, определяет порт исходящего интерфейса и направляет кадр на узел назначения через определенный порт коммутатора. Коммутатор не проверяет кадр на наличие каких-либо ошибок.

Воспроизведите анимацию, демонстрирующий принцип сквозной коммутации.

Существуют два варианта сквозной коммутации.

• **Коммутация с быстрой пересылкой. Коммутация с быстрой пересылкой обеспечивает наименьший уровень задержки. При такой коммутации пакет пересылается сразу же после чтения адреса назначения. Поскольку при коммутации с быстрой пересылкой переадресация начинается до получения всего кадра целиком, могут возникнуть случаи, когда пакеты передаются с ошибками. Это происходит редко, а сетевой адаптер назначения отклоняет пакет с ошибками после его получения. В режиме быстрой пересылки задержка измеряется с момента получения первого бита до передачи первого бита. Коммутация с быстрой пересылкой является типичным способом сквозной коммутации.

• **Коммутация с исключением фрагментов. При коммутации с исключением фрагментов коммутатор сохраняет первые 64 байта кадра перед его отправкой. Коммутацию с исключением фрагментов можно рассматривать как компромиссный вариант между коммутацией с промежуточным хранением и коммутацией с быстрой пересылкой. Причина, по которой при коммутации с исключением фрагментов сохраняются только первые 64 байта кадра, заключается в том, что большинство сетевых ошибок и коллизий происходит именно в первых 64 байтах. Коммутация с исключением фрагментов позволяет повысить эффективность коммутации с быстрой пересылкой благодаря выполнению небольшой проверки ошибок в первых 64 байтах кадра, чтобы перед пересылкой кадра убедиться в отсутствии коллизии. Коммутация с исключением фрагментов представляет собой компромисс между большой задержкой с высокой целостностью (коммутация с промежуточным хранением) и малой задержкой с меньшей целостностью (коммутация с быстрой пересылкой).

Некоторые коммутаторы настроены на использование сквозной коммутации для каждого порта до тех пор, пока не будет достигнуто указанное пользователем предельное количество ошибок, после чего автоматически устанавливается коммутация с промежуточным хранением. После того, как частота повторения ошибок снизится до установленного предельного значения, порт автоматически переключится на использование сквозной коммутации.